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El Consorcio DeepCwind era un consorcio nacional de universidades, organizaciones sin fines de lucro, empresas de servicios públicos y líderes de la industria. La misión del consorcio era posicionar al estado de Maine como líder nacional en tecnología eólica marina flotante . Gran parte del trabajo del consorcio y la investigación resultante fueron financiados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos , la Fundación Nacional de Ciencias y otras entidades. [ 1 ]
Los esfuerzos del Consorcio DeepCwind culminaron en el VolturnUS de la Universidad de Maine , una tecnología de casco de hormigón flotante en trámite de patente que puede soportar turbinas eólicas en profundidades de agua de 45 metros o más, y que tiene el potencial de reducir significativamente el costo de la energía eólica marina. [ 2 ]
Descripción general
El consorcio DeepCwind se financió inicialmente en 2009 como parte de la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense (ARRA, por sus siglas en inglés) a través del Departamento de Energía de los Estados Unidos. La Universidad de Maine recibió 7,1 millones de dólares para fundar el consorcio y diseñar e implementar prototipos de turbinas marinas flotantes. Como parte de esta financiación, el plan de investigación incluía: "la optimización de los diseños para plataformas flotantes mediante la evaluación de opciones para el uso de materiales compuestos híbridos más duraderos y ligeros, la facilidad de fabricación y la logística de despliegue". [ 3 ]
Los parques eólicos flotantes de aguas profundas ubicados a diez o más millas náuticas (nmi) de la costa pueden desempeñar un papel fundamental para alcanzar el objetivo del Departamento de Energía de un 20 % de energía eólica para 2030. La energía eólica marina de aguas profundas es el principal recurso energético oceánico de EE. UU., con un potencial de casi 3100 TW-h/año. Además:
- Supera los problemas de visibilidad que han retrasado o impedido algunos proyectos costeros.
- Sitúa la generación de energía más cerca de los principales centros de población de Estados Unidos.
- Permite el acceso a un recurso eólico de clase 6 y 7 más potente.
- Con el tiempo, reduce los costes de la energía eólica al disminuir los costes de transmisión desde emplazamientos terrestres remotos y al simplificar la logística de despliegue y mantenimiento.
Teniendo en cuenta estas características, Maine planeó construir una red de parques eólicos marinos flotantes de 5 GW y 20 mil millones de dólares para contribuir a las necesidades de energía renovable del noreste de Estados Unidos. [ 4 ] Maine posee las aguas más profundas cerca de sus costas, aproximadamente 200 pies de profundidad a 3 millas náuticas, y el 89 % de los 156 GW de recursos eólicos marinos de Maine se encuentran en aguas profundas. El estado también ofrece una amplia infraestructura para la industria marítima y proximidad a uno de los mercados energéticos más grandes del país.
Resultados de la investigación
El consorcio DeepCwind publicó el Informe sobre la energía eólica marina de Maine en febrero de 2011. El informe «examina la economía y las políticas, la integración a la red eléctrica, la energía eólica y undimotriz, la batimetría, el suelo y la investigación ambiental. También incluye resúmenes de los sitios de ensamblaje y construcción, cuestiones críticas para el desarrollo y la obtención de permisos de proyectos, y un análisis de las implicaciones de la Ley Jones». [ 5 ]
En junio de 2013, el consorcio desplegó la VolturnUS 1:8 de 20 kW [ 6 ] , un prototipo de turbina flotante de 65 pies de altura que es 1:8 de la escala de un diseño de 6 megavatios (MW) y 450 pies de diámetro de rotor. La VolturnUS 1:8 fue la primera turbina eólica marina conectada a la red en América.
En junio de 2016, el proyecto New England Aqua Ventus I, liderado por la Universidad de Maine, obtuvo la máxima calificación del Programa de Demostración de Tecnología Avanzada para Energía Eólica Marina del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). New England Aqua Ventus I es un proyecto piloto de energía eólica marina flotante con dos turbinas de 6 MW (12 MW) ubicado a 14 millas de la costa de Maine, desarrollado por Maine Aqua Ventus, GP, LLC. El objetivo del proyecto piloto es demostrar la tecnología a gran escala, permitiendo la construcción de parques eólicos flotantes fuera de la vista en todo Estados Unidos y el mundo durante la década de 2020, brindando energía renovable limpia y de menor costo a los centros de población costeros. [ 7 ]
Organizaciones colaboradoras e iniciativas de investigación original
El consorcio liderado por la Universidad de Maine incluye universidades, organizaciones sin fines de lucro y empresas de servicios públicos; una amplia gama de líderes de la industria en diseño y construcción en alta mar, y fabricación de estructuras marinas; empresas con experiencia en la ubicación de proyectos eólicos, análisis ambiental, derecho ambiental, materiales compuestos para ayudar en el diseño y la selección de materiales resistentes a la corrosión e inversión en energía; y organizaciones de la industria para ayudar con las actividades de educación y transferencia de tecnología.
Tarea 1: Microubicación, investigaciones geofísicas e ingeniería geotécnica
El objetivo principal de la microubicación, las investigaciones geofísicas y la ingeniería geotécnica fue la caracterización del entorno del lecho marino para el anclaje de turbinas en el sitio de pruebas de energía eólica marina en aguas profundas de la Universidad de Maine, en el Golfo de Maine . Las actividades coordinaron la información geológica y de ingeniería geotécnica con las fuerzas meteoceánicas evaluadas en la tarea de Pruebas, Monitoreo y Confiabilidad de Turbinas Marinas y contribuyeron al diseño de amarres y anclas eficientes para las turbinas eólicas marinas flotantes en el marco de la tarea de Diseño y Pruebas de Laboratorio de Turbinas Flotantes. Un objetivo adicional de esta tarea fue proporcionar documentación sobre la ubicación del sitio y abordar la seguridad y la navegación en el sitio una vez instaladas las turbinas y los amarres.
Socios: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Maine, James W. Sewall Company, Academia Marítima de Maine, Centro de Investigación de Cimentaciones Marinas de la Universidad de Australia Occidental
Tarea 2: Estudio de los impactos ambientales/ecológicos
La Ley Pública 270 de Maine, que permitió el establecimiento del Sitio de Pruebas de Energía Eólica Marina en Aguas Profundas de la Universidad de Maine, exigió que se consultara a las siguientes agencias estatales y federales en relación con el monitoreo ambiental y la planificación del sitio de pruebas:
- Departamento de Pesca Continental y Vida Silvestre
- Departamento de Recursos Marinos
- Departamento de Conservación
- Guardia Costera
- Cuerpo de Ingenieros del Ejército
- NOAA Fisheries
Estas agencias exigieron planes para la ubicación, la navegación, el desmantelamiento del proyecto, las medidas correctivas y el monitoreo ambiental/ecológico. También exigieron informes y actualizaciones sobre las actividades en el sitio.
- Actividades de microubicación e investigaciones geofísicas
- Levantamientos batimétricos
- Inspección para comprobar la presencia de recursos de importancia histórica.
- Creación de planos del sitio
- Creación de planes de navegación y seguridad
- Actividades de monitoreo ambiental/ecológico
Se iban a realizar estudios específicos sobre la fauna silvestre para:
- Invertebrados bentónicos
- Pez
- mamíferos marinos
- Aves y murciélagos
- No se recogerán animales vivos para las labores de vigilancia ambiental.
Como parte del plan de monitoreo ambiental/ecológico que formaba parte de la solicitud de permiso para el sitio de prueba, se consideró una revisión de las posibles amenazas para la vida marina y se diseñaron medidas de mitigación. Las posibles áreas de preocupación abordadas en este informe incluyeron las siguientes:
- Mamíferos marinos atrapados en líneas de amarre y estructuras.
- Alteración de las zonas de migración y alimentación.
- Colisiones de aves y murciélagos.
- Atracción de peces o mamíferos marinos hacia las plataformas.
- Interrupción de la dirección y el foco de la energía de las olas.
- Impactos humanos.
- Impactos visuales.
- Posible alteración de zonas de importancia histórica o cultural.
Todas las actividades relacionadas con la microubicación, el monitoreo ambiental/ecológico y la obtención de permisos se llevaron a cabo desde el inicio del proyecto en 2010 hasta su finalización en 2012.
Socios: Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad de Maine, Facultad de Biología y Ecología de la Universidad de Maine, Island Institute, Instituto de Investigación del Golfo de Maine, Sociedad Audubon de Nueva Jersey, Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Tarea 3: Permisos y políticas
Según la Ley Pública de Maine de 2009, Capítulo 270 (LD 1465), recientemente promulgada, el Sitio de Pruebas de Energía Eólica Marina en Aguas Profundas de la Universidad de Maine está ubicado cerca de la Isla Monhegan, un área seleccionada por el estado. [ 8 ] Este sitio fue analizado en detalle a través del proceso de selección de sitios del estado.
Con la designación de Maine como sitio de prueba, el equipo de Permisos y Políticas obtuvo los permisos específicos para el proyecto propuesto de todas las autoridades locales, estatales y federales competentes. De conformidad con los requisitos de la solicitud, para obtener un Permiso General según la Ley LD 1465, el equipo de Permisos y Políticas, junto con los equipos de Microubicación y Monitoreo Ecológico, presentó un informe a las agencias estatales y federales requeridas que describe:
- La pesca comercial existente y otros usos en el área del proyecto, así como los recursos marinos.
- Un plan detallado de seguimiento de invertebrados bentónicos, peces, mamíferos marinos y aves silvestres.
- Plan de seguimiento de los niveles de ruido ambiental que pudieran estar asociados a la construcción del proyecto y, en caso necesario, a las operaciones posteriores, así como a las medidas de prevención y mitigación.
- Planes de seguridad pública para la navegación.
- Plan de desmantelamiento del proyecto.
El equipo trabajó en la elaboración de estos planes en consulta con agencias federales, estatales y locales, así como con las partes interesadas.
Socios: James W. Sewall Company, Kleinschmidt, HDR/DTA
Tarea 4: Diseño de turbinas flotantes, selección de materiales y ensayos de laboratorio.
Los objetivos principales de la tarea de diseño de la turbina flotante fueron:
- Validar parcialmente los modelos aeroelásticos/hidrodinámicos acoplados desarrollados por NREL.
- Optimice el diseño de las plataformas integrando materiales compuestos híbridos más duraderos y ligeros.
- Desarrollar un diseño completo de una o más plataformas flotantes a escala para turbinas eólicas, capaces de soportar una turbina eólica de entre 10 kW y 250 kW para su instalación en el Centro de Pruebas Eólicas Marinas de Aguas Profundas de la Universidad de Maine.
Socios: Advanced Structures and Composites Center, Maine Maritime Academy, Technip USA, National Renewable Energy Laboratory, Sandia National Labs, Ashland, Inc., Kenway Corporation, Harbor Technologies, PPG Industries, Owens Corning, Zoltek, Polystrand, Inc.
Tarea 5: Pruebas, monitoreo y confiabilidad de turbinas marinas
El Grupo de Oceanografía Física (PhOG) de la Universidad de Maine desplegó y operó una boya oceanográfica con capacidad de telemetría en tiempo real en el Centro de Pruebas de Energía Eólica Marina en Aguas Profundas de la Universidad de Maine, frente a la isla Monhegan. La boya se desplegó antes de las pruebas en tanque y permaneció operativa durante todo el proyecto para monitorear las condiciones oceanográficas, meteorológicas y ambientales generales. El monitoreo se centró en la velocidad y dirección del viento, la visibilidad, el oleaje direccional y las corrientes de la columna de agua.
Colaboradores: Grupo de Oceanografía Física de la Universidad de Maine, Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad de Maine
Tarea 6: Educación y divulgación
La Universidad de Maine, la Academia Marítima de Maine y el Northern Maine Community College desarrollaron varios programas de grado para formar una fuerza laboral capacitada para el estado de Maine. Para garantizar que la comunidad en general comprendiera nuestra investigación y desarrollo, el Consorcio DeepCwind encontró numerosas oportunidades para compartir y debatir objetivos, planes de actividades y resultados de la investigación. El consorcio celebró reuniones públicas para debatir la selección del emplazamiento para el Centro de Pruebas de Energía Eólica Marina en Aguas Profundas de la Universidad de Maine, realizó presentaciones en conferencias dentro del estado y en todo el país, e incluso impartió una actividad interactiva de pruebas en tanques de viento y olas a más de 500 estudiantes de primaria y secundaria de todo Maine. Estas y otras actividades continuaron durante toda la duración del proyecto.
Socios: Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos, Facultad de Ingeniería de la Universidad de Maine, Departamento de Cooperación Industrial de la Universidad de Maine, Academia Marítima de Maine, Colegio Comunitario del Norte de Maine, Asociación Estadounidense de Fabricantes de Materiales Compuestos, Alianza de Materiales Compuestos de Maine, Iniciativa de la Industria Eólica de Maine
Tarea 8: Fabricación e instalación. La Universidad de Maine y sus subcontratistas lideraron la fabricación e instalación de la plataforma flotante para turbinas eólicas a escala aproximada de 1/8. El estudio de instalación buscó identificar los factores clave para la instalación y el despliegue. Los datos de rendimiento recopilados de la plataforma a escala 1/8 se utilizaron para validar aún más los modelos numéricos de la plataforma desarrollados por NREL y otras instituciones.
Socios: Advanced Structures and Composites Center, Cianbro Corporation, General Dynamics Bath Iron Works, Maine Maritime Academy, Emera Maine, Central Maine Power Company, Technip USA, Reed and Reed, SGC
Véase también
Referencias
- ↑ "Consorcio DeepCwind" . Centro de Estructuras y Materiales Compuestos Avanzados de la UMaine . Universidad de Maine. Archivado del original el 10 de septiembre de 2015. Consultado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ "El proyecto New England Aqua Ventus I fue seleccionado por el Departamento de Energía para recibir hasta 39,9 millones de dólares en financiación adicional" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la Universidad de Maine . Archivado del original el 19 de julio de 2016. Consultado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ Memorandos estatales de la Ley de Recuperación de Energía del Departamento: Maine (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU. 1 de junio de 2010. pág. 5. Consultado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ Dagher, Habib (septiembre de 2012). Informe sobre energía eólica marina en aguas profundas de Maine (PDF) . Orono, ME: Universidad de Maine. pág. 567. Archivado del original (PDF) el 6 de octubre de 2015. Recuperado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ "Informe sobre energía eólica marina" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la UMaine . Universidad de Maine. Archivado del original el 4 de junio de 2016. Consultado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ "Consorcio DeepCwind - VolturnUS - Sitio de pruebas de Dyces Head" . 4C Offshore . Consultado el 24 de noviembre de 2016 .
- ↑ "El proyecto New England Aqua Ventus I fue seleccionado por el Departamento de Energía para recibir hasta 39,9 millones de dólares en financiación adicional" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la Universidad de Maine . Universidad de Maine. Archivado del original el 19 de julio de 2016. Consultado el 5 de julio de 2016 .
- ↑ Miller, Kevin (4 de junio de 2009). "Baldacci firma proyecto de ley para energía oceánica" . Bangor Daily News . Consultado el 5 de julio de 2016 .
Enlaces externos
- Centro de Estructuras y Materiales Compuestos Avanzados - Consorcio DeepCwind Archivado el 5 de agosto de 2017 en Wayback Machine
- Energía eólica en Maine
- Ingeniería en alta mar
- Política de energías renovables en Estados Unidos
- Establecimientos en Maine en 2009